En el Instituto de Ciencia Weizmann, los investigadores han logrado "extraer" un solo fotón, una partícula de luz, de un pulso de luz. Los resultados de esta investigación, que apareció el 24 de noviembre Fotónica de la naturaleza , tienen un significado fundamental y práctico: la luz es el caballo de batalla de los sistemas de comunicación actuales, y los fotones individuales probablemente sean la columna vertebral de los futuros sistemas de comunicación cuántica. Además, dicen los científicos, el aparato que han ideado estimulará más investigacionesen la naturaleza fundamental de las partículas de la luz.
"Una vez que pasemos a la comunicación cuántica, la información tendrá que codificarse en fotones individuales", dice el Dr. Barak Dayan, jefe del grupo de Óptica Cuántica del Instituto Weizmann. "Cada fotón representará un solo 'qubit' -un bit cuántico que puede existir en más de un estado al mismo tiempo, por ejemplo, una combinación igual de ambos 1 y 0. "
El Dr. Dayan y su equipo de investigación, liderados por el Dr. Serge Rosenblum y Orel Bechler, se propusieron demostrar un esquema para extraer solo un fotón de una corriente, bajo demanda. Su mecanismo se basa en un efecto físico que llaman solo-fotona interacción Raman, o SPRINT, que se basa en un solo átomo, o un sistema similar a un átomo. "La ventaja de SPRINT", dice el Dr. Dayan, "es que es completamente pasivo: no requiere ningún campo de control, solo la interacción entre el átomo y el pulso óptico ". En investigaciones anteriores, él y su equipo habían empleado SPRINT como un interruptor para fotones individuales que los enviaban por diferentes vías, convirtiendo efectivamente el aparato en un enrutador fotónico. En este trabajo,el átomo se convierte en un grifo en lugar de un interruptor, arrebata un fotón del flujo y luego se apaga. "No es trivial", dice el Dr. Dayan, "tener un mecanismo que continúe funcionando incluso en altos flujos de fotones ypara eliminar solo un fotón "
La configuración experimental del grupo de óptica cuántica de Weizmann se basa en tecnologías de vanguardia: enfriamiento por láser y captura de átomos en este caso, rubidio, la fabricación de microesferas de vidrio de alta calidad basadas en chips.y nanofibras ópticas.
"La capacidad de desviar un solo fotón de un flujo podría aprovecharse para diversas tareas", dice el Dr. Dayan, "desde la creación de estados de luz no clásicos que son útiles para la investigación científica básica, a través del espionaje de sistemas de criptografía cuántica imperfectos queconfíe en fotones individuales para aumentar la seguridad de sus propios sistemas de comunicación cuántica ".
La existencia de fotones fue sugerida por primera vez por Einstein en 1905, sin embargo, muchas de sus propiedades recién están saliendo a la luz. El Dr. Dayan cree que el nuevo método del grupo ampliará nuestras capacidades para estudiar y controlar los fotones como partículas individuales.
La investigación del Dr. Barak Dayan está respaldada por el Fondo de Dotación Benoziyo para el Avance de la Ciencia; el Centro Crown Photonics; la Fundación Rothschild Caesarea; y el Instituto Deloro para la Investigación Avanzada en Espacio y Óptica. El Dr. Dayan es el titular delJoseph y Celia Reskin Cátedra de desarrollo profesional
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Weizmann . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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